JPH08313463A - 電子スピン共鳴装置 - Google Patents
電子スピン共鳴装置Info
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- JPH08313463A JPH08313463A JP11685695A JP11685695A JPH08313463A JP H08313463 A JPH08313463 A JP H08313463A JP 11685695 A JP11685695 A JP 11685695A JP 11685695 A JP11685695 A JP 11685695A JP H08313463 A JPH08313463 A JP H08313463A
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- electron spin
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い磁場範囲を高速に掃引した場合であって
も、適切な位置に適切なスペクトルを得ることができる
電子スピン共鳴装置を提供する。 【構成】 励磁電源12と、励磁電源12に磁場掃引信号を
与える磁場掃引信号発生器20と、対向するように配置さ
れ、励磁電源12により励磁される電磁石10、10'と、該
電磁石において生じた電子スピン共鳴に基づく信号によ
りスペクトルを検出する電子スピン共鳴装置であって、
磁場掃引信号発生部20が、以下の関数：Ｆ（ｔ）＝（Ｅ
／Ｔ）・（τ＋ｔ）（Ｅは磁場掃引の終了位置の磁場を
発生させるための制御電圧、Ｔは掃引時間、τは磁場応
答遅れの時定数、ｔは時間である。）に規定される信号
を生成する。
も、適切な位置に適切なスペクトルを得ることができる
電子スピン共鳴装置を提供する。 【構成】 励磁電源12と、励磁電源12に磁場掃引信号を
与える磁場掃引信号発生器20と、対向するように配置さ
れ、励磁電源12により励磁される電磁石10、10'と、該
電磁石において生じた電子スピン共鳴に基づく信号によ
りスペクトルを検出する電子スピン共鳴装置であって、
磁場掃引信号発生部20が、以下の関数：Ｆ（ｔ）＝（Ｅ
／Ｔ）・（τ＋ｔ）（Ｅは磁場掃引の終了位置の磁場を
発生させるための制御電圧、Ｔは掃引時間、τは磁場応
答遅れの時定数、ｔは時間である。）に規定される信号
を生成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子スピン共鳴装置に
関するものであり、より詳細には、磁場掃引速度および
磁場掃引方向にかかわらず適切な電子スピン共鳴スペク
トルを得ることができる電子スピン共鳴装置に関するも
のである。
関するものであり、より詳細には、磁場掃引速度および
磁場掃引方向にかかわらず適切な電子スピン共鳴スペク
トルを得ることができる電子スピン共鳴装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、対向するように配置されたコ
イル型電磁石と、電磁石を励磁するための励磁電源、共
振器、電子スピン共鳴（以下、本明細書中で「ＥＳＲ」
と称する場合がある。）を生じさせるための電磁波源と
検波回路とを有する電磁波回路、電磁波回路から与えら
れた信号に基づき、位相検出を行う位相検出アンプを備
え、励磁電源にランプ波が与えられると、所定の条件の
下で、これに基づき電子スピン共鳴が発生し、電子スピ
ン共鳴が検出されるとともに、電子スピン共鳴スペクト
ルが記憶されるように構成された電子スピン共鳴スペク
トル装置が知られている。
イル型電磁石と、電磁石を励磁するための励磁電源、共
振器、電子スピン共鳴（以下、本明細書中で「ＥＳＲ」
と称する場合がある。）を生じさせるための電磁波源と
検波回路とを有する電磁波回路、電磁波回路から与えら
れた信号に基づき、位相検出を行う位相検出アンプを備
え、励磁電源にランプ波が与えられると、所定の条件の
下で、これに基づき電子スピン共鳴が発生し、電子スピ
ン共鳴が検出されるとともに、電子スピン共鳴スペクト
ルが記憶されるように構成された電子スピン共鳴スペク
トル装置が知られている。
【０００３】このＥＳＲ装置においては、磁場掃引信号
発生器から、励磁電源に与える信号として、時間軸に対
してリニアなランプ波が用いられていた。したがって、
磁場を高速に掃引した場合に、磁場応答遅れによる磁場
の非線形性は補償されず、その結果、この非線形性によ
り、得られたスペクトルに歪みが生じたり、得られたス
ペクトルの位置が変化する場合があった。このような問
題点を解決するために、従来のＥＳＲ装置においては、
（１）磁場応答遅れが無視できる程度の遅い磁場掃引に
よって測定する手法、或いは、（２）ＥＳＥ装置に特殊
なコイル(rapid scan coil）を設け、磁場応答の遅れが
無視できるような周波数帯の一部のスペクトルのみを積
算して測定する手法が採用されていた。
発生器から、励磁電源に与える信号として、時間軸に対
してリニアなランプ波が用いられていた。したがって、
磁場を高速に掃引した場合に、磁場応答遅れによる磁場
の非線形性は補償されず、その結果、この非線形性によ
り、得られたスペクトルに歪みが生じたり、得られたス
ペクトルの位置が変化する場合があった。このような問
題点を解決するために、従来のＥＳＲ装置においては、
（１）磁場応答遅れが無視できる程度の遅い磁場掃引に
よって測定する手法、或いは、（２）ＥＳＥ装置に特殊
なコイル(rapid scan coil）を設け、磁場応答の遅れが
無視できるような周波数帯の一部のスペクトルのみを積
算して測定する手法が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに、励磁電源に与える信号として、時間軸にリニアな
ランプ波を用いる従来のＥＳＲ装置においては、（１）
の手法を用いた場合に、そもそも、磁場を高速に掃引す
ることは不可能であり、また、（２）の手法を用いた場
合であっても、スペクトル全体を含むような広い磁場範
囲を掃引すると、スペクトルの現れる磁場位置が掃引速
度により変化するため、適切な位置に適切な形状のスペ
クトルを得ることができないという問題点があった。本
発明は、広い磁場範囲を高速に掃引した場合であって
も、適切な位置に適切なスペクトルを得ることができる
電子スピン共鳴装置を提供することを目的とする。
うに、励磁電源に与える信号として、時間軸にリニアな
ランプ波を用いる従来のＥＳＲ装置においては、（１）
の手法を用いた場合に、そもそも、磁場を高速に掃引す
ることは不可能であり、また、（２）の手法を用いた場
合であっても、スペクトル全体を含むような広い磁場範
囲を掃引すると、スペクトルの現れる磁場位置が掃引速
度により変化するため、適切な位置に適切な形状のスペ
クトルを得ることができないという問題点があった。本
発明は、広い磁場範囲を高速に掃引した場合であって
も、適切な位置に適切なスペクトルを得ることができる
電子スピン共鳴装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決する手段】本発明においては、上記目的を
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、電磁石の磁場応答遅
れが、一次のローパスフィルタ回路をモデルとして得ら
れる関数に基づく信号を、磁場掃引信号として使用する
ことにより解消されることを見いだした。
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、電磁石の磁場応答遅
れが、一次のローパスフィルタ回路をモデルとして得ら
れる関数に基づく信号を、磁場掃引信号として使用する
ことにより解消されることを見いだした。
【０００６】より詳細には、本発明の目的は、励磁電源
と、前記励磁電源に磁場掃引信号を与える磁場掃引信号
発生手段と、対向するように配置され、前記励磁電源に
より励磁される電磁石と、前記電磁石において生じた電
子スピン共鳴に基づく信号によりスペクトルを検出する
電子スピン共鳴装置であって、前記磁場掃引信号発生手
段が、関数Ｆ（ｔ）＝（Ｅ／Ｔ）・（τ＋ｔ）に規定さ
れる信号を生成することを特徴とする電子スピン共鳴装
置により達成される。
と、前記励磁電源に磁場掃引信号を与える磁場掃引信号
発生手段と、対向するように配置され、前記励磁電源に
より励磁される電磁石と、前記電磁石において生じた電
子スピン共鳴に基づく信号によりスペクトルを検出する
電子スピン共鳴装置であって、前記磁場掃引信号発生手
段が、関数Ｆ（ｔ）＝（Ｅ／Ｔ）・（τ＋ｔ）に規定さ
れる信号を生成することを特徴とする電子スピン共鳴装
置により達成される。
【０００７】本発明の好ましい実施態様においては、前
記磁場掃引信号発生手段が、定電圧源、その入力が定電
圧源に接続された積分器、および、その一方の入力が積
分器の出力と接続され、他方の入力が、定電圧源の反転
出力と接続された加算器とを有し、前記加算器の出力
が、磁場掃引信号として前記励磁電源に与えられるよう
に構成されている。
記磁場掃引信号発生手段が、定電圧源、その入力が定電
圧源に接続された積分器、および、その一方の入力が積
分器の出力と接続され、他方の入力が、定電圧源の反転
出力と接続された加算器とを有し、前記加算器の出力
が、磁場掃引信号として前記励磁電源に与えられるよう
に構成されている。
【０００８】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記磁場掃引信号発生手段が、前記関数Ｆ（ｔ）に
規定されるディジタル信号を生成する関数発生部、およ
び、関数発生部により得られたディジタル信号を対応す
るアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記
Ｄ／Ａ変換器の出力が、磁場掃引信号として前記励磁電
源に与えられるように構成されている。
は、前記磁場掃引信号発生手段が、前記関数Ｆ（ｔ）に
規定されるディジタル信号を生成する関数発生部、およ
び、関数発生部により得られたディジタル信号を対応す
るアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器とを有し、前記
Ｄ／Ａ変換器の出力が、磁場掃引信号として前記励磁電
源に与えられるように構成されている。
【０００９】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記電子スピン共鳴装置が、電子スピン共鳴に基づ
くスペクトルを得るためのＸＹレコーダを備え、前記電
磁石において生じた電子スピン共鳴に基づく信号が、前
記ＸＹレコーダのＹ軸入力に与えられ、前記積分器の出
力が、前記ＸＹレコーダのＸ軸入力に与えられるように
構成されている。
は、前記電子スピン共鳴装置が、電子スピン共鳴に基づ
くスペクトルを得るためのＸＹレコーダを備え、前記電
磁石において生じた電子スピン共鳴に基づく信号が、前
記ＸＹレコーダのＹ軸入力に与えられ、前記積分器の出
力が、前記ＸＹレコーダのＸ軸入力に与えられるように
構成されている。
【００１０】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記電子スピン共鳴装置が、電子スピン共鳴に基づ
く信号をディジタル化するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ
変換器により得られたディジタル信号記憶する記憶手段
とを備え、前記電磁石において生じた電子スピン共鳴に
基づくディジタル信号が、前記関数発生部により生成さ
れるディジタル信号と同期して、前記記憶手段に記憶さ
れるように構成されている。
は、前記電子スピン共鳴装置が、電子スピン共鳴に基づ
く信号をディジタル化するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ
変換器により得られたディジタル信号記憶する記憶手段
とを備え、前記電磁石において生じた電子スピン共鳴に
基づくディジタル信号が、前記関数発生部により生成さ
れるディジタル信号と同期して、前記記憶手段に記憶さ
れるように構成されている。
【００１１】
【作用】本発明によれば、磁場掃引信号発生手段が、磁
場応答遅れに対応する時定数を考慮した信号を励磁電源
に与えるため、いかなる掃引速度、掃引幅、掃引方向で
掃引した場合であっても、リニアな掃引が可能となり、
その結果、適切なスペクトルを得ることが可能となる。
場応答遅れに対応する時定数を考慮した信号を励磁電源
に与えるため、いかなる掃引速度、掃引幅、掃引方向で
掃引した場合であっても、リニアな掃引が可能となり、
その結果、適切なスペクトルを得ることが可能となる。
【００１２】すなわち、一次のローパスフィルタの時定
数をτとすると、このローパスフィルタ回路の応答を表
す式は、これをラプラス変換した場合に、１／（τｓ＋
１）で表される。その一方、出力をランプ波とすると、
１／ｓ2 となる。ここで、出力を回路の応答関数で割る
と、回路への入力関数｛ｆ（ｓ）｝が、（１）式に示す
ように求められる。 ｆ（ｓ）＝（１／ｓ2 ）／｛１／（τｓ＋１）｝ ・・・・（１） この（１）式を逆変換すると、（２）式が与えられる。 ｆ（ｔ）＝τ・Ｕ（ｔ）＋ｔ ・・・・（２）
数をτとすると、このローパスフィルタ回路の応答を表
す式は、これをラプラス変換した場合に、１／（τｓ＋
１）で表される。その一方、出力をランプ波とすると、
１／ｓ2 となる。ここで、出力を回路の応答関数で割る
と、回路への入力関数｛ｆ（ｓ）｝が、（１）式に示す
ように求められる。 ｆ（ｓ）＝（１／ｓ2 ）／｛１／（τｓ＋１）｝ ・・・・（１） この（１）式を逆変換すると、（２）式が与えられる。 ｆ（ｔ）＝τ・Ｕ（ｔ）＋ｔ ・・・・（２）
【００１３】ここに、ｔは時間である。さらに、磁場掃
引の終了位置の磁場を発生させるための制御電圧をＥ、
掃引時間をＴとすると、（２）式は、以下の（３）式に
示すように変形される。 Ｆ（ｔ）＝（Ｅ／Ｔ）・（τ＋ｔ） ・・・・（３） したがって、磁場応答遅れの時定数を測定するととも
に、ＥおよびＴを調整して、（３）式に基づく信号を励
磁電源に与えることにより、磁場をリニアに掃引するこ
とが可能となる。
引の終了位置の磁場を発生させるための制御電圧をＥ、
掃引時間をＴとすると、（２）式は、以下の（３）式に
示すように変形される。 Ｆ（ｔ）＝（Ｅ／Ｔ）・（τ＋ｔ） ・・・・（３） したがって、磁場応答遅れの時定数を測定するととも
に、ＥおよびＴを調整して、（３）式に基づく信号を励
磁電源に与えることにより、磁場をリニアに掃引するこ
とが可能となる。
【００１４】
【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例
につき詳細に説明を加える。図１は、本発明の実施例に
かかるＥＳＲ装置の構成を示すブロックダイヤグラムで
ある。図１に示すように、対向するように配置されたコ
イル型電磁石１０、１０' 、電磁石１０、１０' を励磁
するための励磁電源１２、被検試料を収容可能な共振器
１４、ＥＳＲを生じさせるための電磁波源と検波回路と
を有する電磁波回路１６、電磁波回路１６から与えられ
た信号に基づき、位相検出を行う位相検出アンプ１８、
励磁電源１２に与えるための磁場掃引信号を生成する磁
場掃引信号発生器２０、および、ＸＹレコーダ（図示せ
ず）などを有し、得られたＥＳＲスペクトルを記録する
ためのスペクトル記録計２２を備えている。
につき詳細に説明を加える。図１は、本発明の実施例に
かかるＥＳＲ装置の構成を示すブロックダイヤグラムで
ある。図１に示すように、対向するように配置されたコ
イル型電磁石１０、１０' 、電磁石１０、１０' を励磁
するための励磁電源１２、被検試料を収容可能な共振器
１４、ＥＳＲを生じさせるための電磁波源と検波回路と
を有する電磁波回路１６、電磁波回路１６から与えられ
た信号に基づき、位相検出を行う位相検出アンプ１８、
励磁電源１２に与えるための磁場掃引信号を生成する磁
場掃引信号発生器２０、および、ＸＹレコーダ（図示せ
ず）などを有し、得られたＥＳＲスペクトルを記録する
ためのスペクトル記録計２２を備えている。
【００１５】このように構成されたＥＳＲ装置におい
て、磁場掃引信号発生器２０により生成された磁場掃引
信号が、励磁電源１２に与えられ、これに基づき、電磁
石１０、１０' に時間に比例した磁場が発生する。その
後、ある磁場強度になったときに、ＥＳＲが生じ、ＥＳ
Ｒに基づく信号が、電磁波回路１６により検波され、位
相検出アンプ１８により位相検出される。その結果、位
相検出アンプ１８により与えられた信号がスペクトル記
録計２２のＸＹレコーダ（図示せず）に与えられ、スペ
クトル記録計２２において、ＥＳＲスペクトルの処理お
よび記録が実行されるとともに、該ＥＳＲスペクトルを
可視化するための画像データが生成され、これに基づ
き、所定の画像が、表示装置（図示せず）の画面上に再
生される。次に、本実施例にかかる磁場掃引信号発生器
２０の構成をより詳細に説明する。図２は、本発明の第
１実施例にかかる磁場掃引信号発生器２０およびスペク
トル記録計２２を示す図である。
て、磁場掃引信号発生器２０により生成された磁場掃引
信号が、励磁電源１２に与えられ、これに基づき、電磁
石１０、１０' に時間に比例した磁場が発生する。その
後、ある磁場強度になったときに、ＥＳＲが生じ、ＥＳ
Ｒに基づく信号が、電磁波回路１６により検波され、位
相検出アンプ１８により位相検出される。その結果、位
相検出アンプ１８により与えられた信号がスペクトル記
録計２２のＸＹレコーダ（図示せず）に与えられ、スペ
クトル記録計２２において、ＥＳＲスペクトルの処理お
よび記録が実行されるとともに、該ＥＳＲスペクトルを
可視化するための画像データが生成され、これに基づ
き、所定の画像が、表示装置（図示せず）の画面上に再
生される。次に、本実施例にかかる磁場掃引信号発生器
２０の構成をより詳細に説明する。図２は、本発明の第
１実施例にかかる磁場掃引信号発生器２０およびスペク
トル記録計２２を示す図である。
【００１６】図２に示すように、第１実施例にかかる磁
場掃引信号発生器２０は、定電圧源３０、定電圧源３０
と接続された積分器３２、定電圧源３０と、抵抗３４を
介して接続されたインバータ３６、積分器３２の出力と
インバータ３６の出力とを加算する加算器３８、およ
び、積分器３２と抵抗４０を介して接続されたインバー
タ４２を有している。
場掃引信号発生器２０は、定電圧源３０、定電圧源３０
と接続された積分器３２、定電圧源３０と、抵抗３４を
介して接続されたインバータ３６、積分器３２の出力と
インバータ３６の出力とを加算する加算器３８、およ
び、積分器３２と抵抗４０を介して接続されたインバー
タ４２を有している。
【００１７】前述したように、電磁石の磁場応答遅れ
は、一次のローパスフィルタ回路をモデルとして得られ
た関数に基づく磁場掃引信号を与えると、磁場の非線形
性が解消されることにより、解決される。したがって、
第１実施例においては、加算器３８から、前述した原理
に基づく関数に対応する磁場掃引信号が出力され、これ
が、図１の励磁電源１２に与えられるようになってい
る。
は、一次のローパスフィルタ回路をモデルとして得られ
た関数に基づく磁場掃引信号を与えると、磁場の非線形
性が解消されることにより、解決される。したがって、
第１実施例においては、加算器３８から、前述した原理
に基づく関数に対応する磁場掃引信号が出力され、これ
が、図１の励磁電源１２に与えられるようになってい
る。
【００１８】より詳細には、定電圧源３０は、電圧Ｅ／
Ｔを出力するように構成され、定電圧源３０の出力は、
抵抗器４４、コンデンサ４６および増幅演算器４８から
なる積分器３２に与えられる。ここに、抵抗器４４およ
びコンデンサ４６の積により設定される時定数を１秒と
すると、積分器３２から出力されるランプ波の波形は、
下記の（４）式により表わされる。 −（Ｅ／Ｔ）・ｔ ・・・・（４） この増幅器３２の出力は、抵抗器５０、５２、５４およ
び増幅演算器５６からなる加算器３８の一方の入力に与
えられる。
Ｔを出力するように構成され、定電圧源３０の出力は、
抵抗器４４、コンデンサ４６および増幅演算器４８から
なる積分器３２に与えられる。ここに、抵抗器４４およ
びコンデンサ４６の積により設定される時定数を１秒と
すると、積分器３２から出力されるランプ波の波形は、
下記の（４）式により表わされる。 −（Ｅ／Ｔ）・ｔ ・・・・（４） この増幅器３２の出力は、抵抗器５０、５２、５４およ
び増幅演算器５６からなる加算器３８の一方の入力に与
えられる。
【００１９】また、増幅器３２の出力は、抵抗器４０を
経て、インバータ４２により反転され、スペクトル記録
計２２のＸＹレコーダ（図示せず）に、Ｘ軸入力として
与えられる。その一方、定電圧源３０の出力は、抵抗器
３４を介して、インバータ３６にも与えられる。インバ
ータ３６により反転された信号は、加算器３８の他方の
入力に与えられる。ここに、加算器３８の抵抗器５４の
抵抗値と、一方の入力側の抵抗器５０の抵抗値との比を
１：１に設定するとともに、抵抗器５４の抵抗値と、他
方の入力側の抵抗器５２の抵抗値との比を、τ：１に設
定すると、加算器３８から、下記の（５）式を満足する
出力を得ることができる。 （Ｅ／Ｔ）・（τ＋ｔ） ・・・・（５）
経て、インバータ４２により反転され、スペクトル記録
計２２のＸＹレコーダ（図示せず）に、Ｘ軸入力として
与えられる。その一方、定電圧源３０の出力は、抵抗器
３４を介して、インバータ３６にも与えられる。インバ
ータ３６により反転された信号は、加算器３８の他方の
入力に与えられる。ここに、加算器３８の抵抗器５４の
抵抗値と、一方の入力側の抵抗器５０の抵抗値との比を
１：１に設定するとともに、抵抗器５４の抵抗値と、他
方の入力側の抵抗器５２の抵抗値との比を、τ：１に設
定すると、加算器３８から、下記の（５）式を満足する
出力を得ることができる。 （Ｅ／Ｔ）・（τ＋ｔ） ・・・・（５）
【００２０】このように得られた加算器３８の出力が、
前述した（３）式を満たしていることが理解されるであ
ろう。加算器３８から出力される信号は、磁場掃引信号
として、図１の励磁電源１２に与えられる。図１の励磁
電源１２に、磁場掃引信号発生器２０により生成された
磁場掃引信号が与えられると、前述したように、これに
基づき、電磁石１０、１０' に磁場が発生し、所定の磁
場強度になったときに、ＥＳＲが生じ、ＥＳＲに基づく
信号が、電磁波回路１６により検波され、位相検出アン
プ１８により位相検出される。位相検出アンプ１８から
出力された信号は、スペクトル記録計２２のＸＹレコー
ダ（図示せず）に、Ｙ軸入力として与えられる。
前述した（３）式を満たしていることが理解されるであ
ろう。加算器３８から出力される信号は、磁場掃引信号
として、図１の励磁電源１２に与えられる。図１の励磁
電源１２に、磁場掃引信号発生器２０により生成された
磁場掃引信号が与えられると、前述したように、これに
基づき、電磁石１０、１０' に磁場が発生し、所定の磁
場強度になったときに、ＥＳＲが生じ、ＥＳＲに基づく
信号が、電磁波回路１６により検波され、位相検出アン
プ１８により位相検出される。位相検出アンプ１８から
出力された信号は、スペクトル記録計２２のＸＹレコー
ダ（図示せず）に、Ｙ軸入力として与えられる。
【００２１】スペクトル記録計２２のＸＹレコーダ（図
示せず）においては、磁場掃引信号発生器２０のインバ
ータ４２により与えられた信号、および、位相検出アン
プ１８から出力された信号に基づき、ＥＳＲスペクトル
に対応する信号を生成し、この信号は、スペクトル記録
計２２に設けられた記録部（図示せず）に記録されると
ともに、このスペクトルに対応する画像が、表示装置
（図示せず）の画面上に再生される。掃引が終了したと
きに、磁場掃引信号発生器２０の定電圧源３０の出力極
性を反転することにより、逆方向の掃引が実行される。
さらに、正方向の掃引および逆方向の掃引を繰り返すこ
とにより、往復磁場掃引が実行可能である。
示せず）においては、磁場掃引信号発生器２０のインバ
ータ４２により与えられた信号、および、位相検出アン
プ１８から出力された信号に基づき、ＥＳＲスペクトル
に対応する信号を生成し、この信号は、スペクトル記録
計２２に設けられた記録部（図示せず）に記録されると
ともに、このスペクトルに対応する画像が、表示装置
（図示せず）の画面上に再生される。掃引が終了したと
きに、磁場掃引信号発生器２０の定電圧源３０の出力極
性を反転することにより、逆方向の掃引が実行される。
さらに、正方向の掃引および逆方向の掃引を繰り返すこ
とにより、往復磁場掃引が実行可能である。
【００２２】上述した構成の第１実施例にかかる磁場掃
引信号発生器２０を用いた電子スピン共鳴装置を用い
て、測定実験を行った。この測定実験においては、常磁
性種として、１ｍＭのテトラメチルピペリジン−Ｎ−オ
キシル（ＴＥＭＰＯＬ）水溶液５ｍｌを用いている。ま
た、本試料をガラス管に充填し、共振器１４内に留置し
た。
引信号発生器２０を用いた電子スピン共鳴装置を用い
て、測定実験を行った。この測定実験においては、常磁
性種として、１ｍＭのテトラメチルピペリジン−Ｎ−オ
キシル（ＴＥＭＰＯＬ）水溶液５ｍｌを用いている。ま
た、本試料をガラス管に充填し、共振器１４内に留置し
た。
【００２３】約７００Ｍｈｚのマイクロ波約２０ｍＷを
照射し、中心磁場を約２５ｍＴとし、前後７．５ｍＴ、
すなわち、１５ｍＴの磁場範囲を１秒で掃引した。この
測定結果を図３に示す。図３中、実線で示すＥＳＲスペ
クトルが、低磁場から高磁場への順方向掃引を行った結
果得られたものであり、その一方、破線で示すＥＳＲス
ペクトルが、高磁場から低磁場への逆方向掃引を行った
結果得られたものである。図３から理解できるように、
実線で示すＥＳＲスペクトルと破線で示すＥＳＲスペク
トルとがほぼ一致している。すなわち、本実施例におい
て、１５ｍＴの磁場範囲を１秒というきわめて短時間の
磁場掃引を行った場合であっても、適切なＥＳＲスペク
トルを得ることができることがわかった。したがって、
得られたＥＳＲスペクトル位置の読みとり、および、Ｅ
ＳＲスペクトルの積算が可能であり、本発明が、高速磁
場掃引によるＥＳＲスペクトル測定にきわめて有効であ
ることがわかった。
照射し、中心磁場を約２５ｍＴとし、前後７．５ｍＴ、
すなわち、１５ｍＴの磁場範囲を１秒で掃引した。この
測定結果を図３に示す。図３中、実線で示すＥＳＲスペ
クトルが、低磁場から高磁場への順方向掃引を行った結
果得られたものであり、その一方、破線で示すＥＳＲス
ペクトルが、高磁場から低磁場への逆方向掃引を行った
結果得られたものである。図３から理解できるように、
実線で示すＥＳＲスペクトルと破線で示すＥＳＲスペク
トルとがほぼ一致している。すなわち、本実施例におい
て、１５ｍＴの磁場範囲を１秒というきわめて短時間の
磁場掃引を行った場合であっても、適切なＥＳＲスペク
トルを得ることができることがわかった。したがって、
得られたＥＳＲスペクトル位置の読みとり、および、Ｅ
ＳＲスペクトルの積算が可能であり、本発明が、高速磁
場掃引によるＥＳＲスペクトル測定にきわめて有効であ
ることがわかった。
【００２４】その一方、図４は、従来の電子スピン共鳴
装置により、常磁性種を用いて、時間にリニアな励磁電
流を与えて磁場掃引を行った結果得られたＥＳＲスペク
トルを示す。図４に示すように、実線で示す順方向掃引
により得られたＥＳＲスペクトルと、破線で示す逆方向
掃引により得られたＥＳＲスペクトルは全く一致しな
い。したがって、このような装置により得られたスペク
トルを用いて、スペクトル位置の読みとり、および、ス
ペクトルの積算を行うことは不可能である。本実施例に
よれば、磁場掃引信号発生器により、磁場応答遅れを考
慮した磁場掃引信号が、励磁電源に与えられるため、い
かなる掃引速度、掃引幅、掃引方向で掃引した場合であ
っても、リニアな掃引が可能となり、その結果、適切な
スペクトルを得ることが可能となる。
装置により、常磁性種を用いて、時間にリニアな励磁電
流を与えて磁場掃引を行った結果得られたＥＳＲスペク
トルを示す。図４に示すように、実線で示す順方向掃引
により得られたＥＳＲスペクトルと、破線で示す逆方向
掃引により得られたＥＳＲスペクトルは全く一致しな
い。したがって、このような装置により得られたスペク
トルを用いて、スペクトル位置の読みとり、および、ス
ペクトルの積算を行うことは不可能である。本実施例に
よれば、磁場掃引信号発生器により、磁場応答遅れを考
慮した磁場掃引信号が、励磁電源に与えられるため、い
かなる掃引速度、掃引幅、掃引方向で掃引した場合であ
っても、リニアな掃引が可能となり、その結果、適切な
スペクトルを得ることが可能となる。
【００２５】次に、図５を用いて、第２実施例にかかる
磁場掃引信号発生器２０の構成を説明する。図５に示す
ように、第２実施例にかかる磁場掃引信号発生器２０お
よびスペクトル記録計２２の機能は、処理装置５０、ク
ロック発生器５２、ディジタル−アナログ変換器（Ｄ／
Ａ変換器）５４、アナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ
変換器）５６およびメモリ５８により実現される。処理
装置５０は、関数発生部６２を備えている。これらのう
ち、関数発生部６２、クロック発生器５２およびＤ／Ａ
変換器５４が、磁場掃引信号発生器２０の機能を奏し、
Ａ／Ｄ変換器５６、メモリ５８が、スペクトル記録計２
２の機能を奏する。
磁場掃引信号発生器２０の構成を説明する。図５に示す
ように、第２実施例にかかる磁場掃引信号発生器２０お
よびスペクトル記録計２２の機能は、処理装置５０、ク
ロック発生器５２、ディジタル−アナログ変換器（Ｄ／
Ａ変換器）５４、アナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ
変換器）５６およびメモリ５８により実現される。処理
装置５０は、関数発生部６２を備えている。これらのう
ち、関数発生部６２、クロック発生器５２およびＤ／Ａ
変換器５４が、磁場掃引信号発生器２０の機能を奏し、
Ａ／Ｄ変換器５６、メモリ５８が、スペクトル記録計２
２の機能を奏する。
【００２６】このように構成された磁場掃引信号発生器
およびスペクトル記録計の作動につき説明する。処理装
置５０の関数発生部６２により、（３）式に基づくディ
ジタル信号が生成される。このディジタル信号は、Ｄ／
Ａ変換器５４に与えられ、これに対応するアナログ信号
が、磁場掃引信号として、クロック発生器５２から出力
される所定のパルスに同期して、図１に示す励磁電源１
２に与えられる。
およびスペクトル記録計の作動につき説明する。処理装
置５０の関数発生部６２により、（３）式に基づくディ
ジタル信号が生成される。このディジタル信号は、Ｄ／
Ａ変換器５４に与えられ、これに対応するアナログ信号
が、磁場掃引信号として、クロック発生器５２から出力
される所定のパルスに同期して、図１に示す励磁電源１
２に与えられる。
【００２７】励磁電源１２に、Ｄ／Ａ変換器５４から磁
場掃引信号が与えられると、第１実施例の場合と同様
に、電磁石１０、１０' に磁場が発生し、所定の磁場強
度になったときに、ＥＳＲが生じ、ＥＳＲに基づく信号
が、電磁波回路１６により検波され、位相検出アンプ１
８により位相検出される。位相検出アンプ１８から出力
された信号は、Ａ／Ｄ変換器５６に与えられ、前述した
所定のパルスに同期した対応するディジタル信号が、図
２に示す処理装置５０のＸＹレコーダ６０に、Ｙ軸入力
として与えられる。
場掃引信号が与えられると、第１実施例の場合と同様
に、電磁石１０、１０' に磁場が発生し、所定の磁場強
度になったときに、ＥＳＲが生じ、ＥＳＲに基づく信号
が、電磁波回路１６により検波され、位相検出アンプ１
８により位相検出される。位相検出アンプ１８から出力
された信号は、Ａ／Ｄ変換器５６に与えられ、前述した
所定のパルスに同期した対応するディジタル信号が、図
２に示す処理装置５０のＸＹレコーダ６０に、Ｙ軸入力
として与えられる。
【００２８】処理装置５０は、位相検出アンプ１８から
出力された信号に対応するディジタル信号を、メモリ５
８に与える。メモリ５８においては、このディジタル信
号を記憶する際に、前述した所定のパルスによりアドレ
スが歩進されるようになっている。したがって、メモリ
５８に記憶されたデータが、ＥＳＲスペクトルに対応す
る。また、処理装置５０により、このように得られたＥ
ＳＲスペクトルに対応する画像データが生成され、ＥＳ
Ｒスペクトルに対応する画像が、表示装置（図示せず）
の画面上に再生される。
出力された信号に対応するディジタル信号を、メモリ５
８に与える。メモリ５８においては、このディジタル信
号を記憶する際に、前述した所定のパルスによりアドレ
スが歩進されるようになっている。したがって、メモリ
５８に記憶されたデータが、ＥＳＲスペクトルに対応す
る。また、処理装置５０により、このように得られたＥ
ＳＲスペクトルに対応する画像データが生成され、ＥＳ
Ｒスペクトルに対応する画像が、表示装置（図示せず）
の画面上に再生される。
【００２９】本実施例によれば、第１実施例と同様に、
いかなる掃引速度、掃引幅、掃引方向で掃引した場合で
あっても、リニアな掃引が可能となり、その結果、適切
なスペクトルを得ることが可能となる。また、関数発生
部５８などをパーソナルコンピュータを用いて実現する
ことが可能となる。
いかなる掃引速度、掃引幅、掃引方向で掃引した場合で
あっても、リニアな掃引が可能となり、その結果、適切
なスペクトルを得ることが可能となる。また、関数発生
部５８などをパーソナルコンピュータを用いて実現する
ことが可能となる。
【００３０】本発明は、以上の実施例に限定されること
なく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることは言うまでもない。たとえば、上
記実施例においては、対向配置された空芯コイル型電磁
石が用いられているが、ホール素子制御回路を備えた電
磁石を用いてもよいことは明らかである。
なく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることは言うまでもない。たとえば、上
記実施例においては、対向配置された空芯コイル型電磁
石が用いられているが、ホール素子制御回路を備えた電
磁石を用いてもよいことは明らかである。
【００３１】また、上記実施例においては、位相検出を
行う位相検出アンプが設けられているが、たとえば、ロ
ックイン検出を行うように構成されていてもよい。さら
に、本明細書において、手段とは、必ずしも物理的手段
を意味するものではなく、各手段の機能が、ソフトウエ
アによって実現される場合も包含する。また、一つの手
段の機能が二以上の物理的手段により実現されても、二
以上の手段の機能が一つの物理的手段により実現されて
もよい。
行う位相検出アンプが設けられているが、たとえば、ロ
ックイン検出を行うように構成されていてもよい。さら
に、本明細書において、手段とは、必ずしも物理的手段
を意味するものではなく、各手段の機能が、ソフトウエ
アによって実現される場合も包含する。また、一つの手
段の機能が二以上の物理的手段により実現されても、二
以上の手段の機能が一つの物理的手段により実現されて
もよい。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、広い磁場範囲を高速に
掃引した場合であっても、適切な位置に適切なスペクト
ルを得ることができる電子スピン共鳴装置を提供するこ
とが可能となる。
掃引した場合であっても、適切な位置に適切なスペクト
ルを得ることができる電子スピン共鳴装置を提供するこ
とが可能となる。
【図１】 図１は、本発明の実施例にかかるＥＳＲ装置
の構成を示すブロックダイヤグラムである。
の構成を示すブロックダイヤグラムである。
【図２】 図２は、本発明の第１実施例にかかる磁場掃
引信号発生器およびスペクトル記録計の構成を示す図で
ある。
引信号発生器およびスペクトル記録計の構成を示す図で
ある。
【図３】 図３は、本発明の実施例にかかるＥＳＲ装置
を用いて、ＴＥＭＰＯＬ溶液に基づき得られたＥＳＲス
ペクトルを示す図である。
を用いて、ＴＥＭＰＯＬ溶液に基づき得られたＥＳＲス
ペクトルを示す図である。
【図４】 図４は、従来のＥＳＲ装置を用いて、ＴＥＭ
ＰＯＬ溶液に基づき得られたＥＳＲスペクトルを示す図
である。
ＰＯＬ溶液に基づき得られたＥＳＲスペクトルを示す図
である。
【図５】 図５は、本発明の第２実施例にかかる磁場掃
引信号発生器およびスペクトル記録計の構成を示す図で
ある。
引信号発生器およびスペクトル記録計の構成を示す図で
ある。
１０、１０' 電磁石 １２ 励磁電源 １４ 共振器 １６ 電磁波回路 １８ 位相検出器 ２０ 磁場掃引信号発生器 ２２ スペクトル記録計
Claims (7)
- 【請求項１】 励磁電源と、前記励磁電源に磁場掃引信
号を与える磁場掃引信号発生手段と、対向するように配
置され、前記励磁電源により励磁される電磁石と、前記
電磁石において生じた電子スピン共鳴に基づく信号によ
りスペクトルを検出する電子スピン共鳴装置であって、 前記磁場掃引信号発生手段が、下記の関数Ｆ（ｔ）： Ｆ（ｔ）＝（Ｅ／Ｔ）・（τ＋ｔ） （ここに、Ｅは磁場掃引の終了位置の磁場を発生させる
ための制御電圧、Ｔは掃引時間、τは磁場応答遅れの時
定数、ｔは時間である。）に規定される信号を生成する
ことを特徴とする電子スピン共鳴装置。 - 【請求項２】 前記磁場掃引信号発生手段が、定電圧
源、その入力が定電圧源に接続された積分器、および、
その一方の入力が積分器の出力と接続され、他方の入力
が、定電圧源の反転出力と接続された加算器とを有し、
前記加算器の出力が、磁場掃引信号として前記励磁電源
に与えられるように構成されたことを特徴とする請求項
１に記載の電子スピン共鳴装置。 - 【請求項３】 前記磁場掃引信号発生手段が、前記関数
Ｆ（ｔ）に規定されるディジタル信号を生成する関数発
生部、および、関数発生部により得られたディジタル信
号を対応するアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器とを
有し、前記Ｄ／Ａ変換器の出力が、磁場掃引信号として
前記励磁電源に与えられるように構成されたことを特徴
とする請求項１に記載の電子スピン共鳴装置。 - 【請求項４】 前記電子スピン共鳴装置が、電子スピン
共鳴に基づくスペクトルを得るためのＸＹレコーダを備
え、前記電磁石において生じた電子スピン共鳴に基づく
信号が、前記ＸＹレコーダのＹ軸入力に与えられ、前記
積分器の出力が、前記ＸＹレコーダのＸ軸入力に与えら
れるように構成されたことを特徴とする請求項２に記載
の電子スピン共鳴装置。 - 【請求項５】 前記電子スピン共鳴装置が、電子スピン
共鳴に基づく信号をディジタル化するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器により得られたディジタル信号を記憶
する記憶手段とを備え、前記電磁石において生じた電子
スピン共鳴に基づくディジタル信号が、前記関数発生部
により生成されるディジタル信号と同期して、前記記憶
手段に記憶されるように構成されたことを特徴とする請
求項３に記載の電子スピン共鳴装置。 - 【請求項６】 前記電磁石が、空芯コイル型電磁石であ
ることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記
載の電子スピン共鳴装置。 - 【請求項７】 前記電磁石が、ホール素子制御型電磁石
であることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項
に記載の電子スピン共鳴装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11685695A JPH08313463A (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 電子スピン共鳴装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11685695A JPH08313463A (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 電子スピン共鳴装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313463A true JPH08313463A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14697328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11685695A Pending JPH08313463A (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 電子スピン共鳴装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08313463A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525456A (ja) * | 2000-02-28 | 2003-08-26 | エーヴェー ハンデルス−ウント コンスルティンク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | アルブミン含有試料中のアルブミン輸送特性の変化のｅｓｒ分光検出方法、前記方法を実施するための分光計、及び診断目的とアルブミン含有製剤の管理への前記方法の利用 |
| JP2007127582A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Yamagata Promotional Organization For Industrial Technology | 電子スピン共鳴の測定方法および測定装置 |
-
1995
- 1995-05-16 JP JP11685695A patent/JPH08313463A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525456A (ja) * | 2000-02-28 | 2003-08-26 | エーヴェー ハンデルス−ウント コンスルティンク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | アルブミン含有試料中のアルブミン輸送特性の変化のｅｓｒ分光検出方法、前記方法を実施するための分光計、及び診断目的とアルブミン含有製剤の管理への前記方法の利用 |
| JP2007127582A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Yamagata Promotional Organization For Industrial Technology | 電子スピン共鳴の測定方法および測定装置 |
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